[实用新型]一种适用于CO2激光加工的镜头

说明书

本实用新型提供一种适用于CO₂激光加工的镜头，所述镜头包括镜头壳体、第一柱面镜和第二柱面镜，所述镜头壳体用于沿激光入射的方向依次固定所述第一柱面镜和所述第二柱面镜，所述第一柱面镜与所述第二柱面镜之间的第一间距可调，所述第二柱面镜与所述镜头壳体的端部的第二间距可调；所述第一柱面镜的聚焦轴与所述第二柱面镜的聚焦轴在垂直于入射光的平面上的投影成设定的夹角，以使改变所述第一间距和所述第二间距可调节光斑的长度和宽度。本实用新型可以对CO₂激光聚焦的椭圆形光斑进行尺寸的调节和对光斑能量的分布进行均匀化。

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种可聚焦成椭圆形光斑的CO₂激光加工镜头。

背景技术

在CO₂(二氧化碳)激光加工应用中，有一种类型是通过聚焦椭圆光斑来进行脆性材料的切割，如玻璃、蓝宝石、陶瓷等，在这些加工应用中通过椭圆聚焦光斑来对加工材料进行加热，对于不同的材料，不同的厚度，不同的加工路径中需要用的椭圆光斑尺寸不同，但是传统的设备应用的聚焦镜头功能单一，不具备调整功能，在不同的应用中需要进行更换，浪费时间和器件成本。

此外，上述加工应用场合对于聚焦光斑的能量分布也有一定要求，但是传统的设备应用的聚焦镜头功能单一，也无法满足该要求。

实用新型内容

鉴于上述技术问题，本实用新型提出一种可聚焦成椭圆形光斑的尺寸大小和能量分布可调的CO₂激光加工镜头。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种适用于CO₂激光加工的镜头，包括镜头壳体、第一柱面镜和第二柱面镜，所述镜头壳体用于沿CO₂激光入射的方向依次固定所述第一柱面镜和所述第二柱面镜，所述第一柱面镜与所述第二柱面镜之间的第一间距可调，所述第二柱面镜与所述镜头壳体的端部的第二间距可调；所述第一柱面镜的聚焦轴与所述第二柱面镜的聚焦轴在垂直于入射光的平面上的投影成设定的夹角，以使改变所述第一间距和所述第二间距可调节光斑的长度和宽度。

在一些优选的实施方式中，所述夹角为90度、60度或者30度。

在一些优选的实施方式中，在所述第一柱面镜的前方设有扩束单元，以使入射光先后经过所述扩束单元、所述第一柱面镜和所述第二柱面镜。

在进一步优选的实施方式中，所述扩束单元是倒置安装的或者正向安装的。

在进一步优选的实施方式中，在所述第一柱面镜和所述扩束单元之间设有光阑。

在进一步优选的实施方式中，所述光阑设有用于冷却的冷却结构；所述冷却结构的具体形式包括冷却液接口、冷却气道。

在进一步优选的实施方式中，所述光阑设有孔径大小可改变的通光孔，所述通光孔用于供入射光通过。

在进一步优选的实施方式中，所述光阑设有可更换的光阑孔单元，所述通光孔设置在所述光阑孔单元上；所述光阑孔单元的具体形式包括薄片、薄板、薄块。

在一些优选的实施方式中，所述光斑的尺寸范围为长2-20mm、宽 0.1-5mm。

在一些优选的实施方式中，还包括窗口镜，所述窗口镜设置在所述镜头壳体的端部与所述第二柱面镜之间；所述第一柱面镜和所述第二柱面镜的焦距范围均为25-300mm、镜片材料均为ZnSe材料；所述第一柱面镜和所述第二柱面镜的具体形式包括圆形柱面镜和方形柱面镜；所述入射光为 CO₂激光。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：